EFEK UDARA DI DALAM SISTEM REFRIGERASI | Patabang | MEKTEK 356 1213 1 PB
EFEK UDARA DI DALAM SISTEM REFRIGERASI
Daud Patabang**
Abstract
The performance of refrigeration system are affected by condenser, evaporator ,compressor and regulating
valve. Besides cooling system itself air in the system are also considered to the performance.
The aim of this research to investigate the effect of air in the refrigeration system that cause the
performance of system.
The result of this research indicates that coefficient of performance (COP)decrease falls to 37 % (from 8.4 to
5.28) due to the air in refrigerations system, on the contrary there is increasing about 40 % (from 25 kJ/kg
to 35 kJ/kg)of energy in gernerating compressor.
Keyword: Refrigerations
1. Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Perkembangan sistem refrigerasi dewasa
ini sangat meningkat, baik kualitas maupun lingkup
penggunaannya. Sistem refrigerasi digunakan untuk
pengkondisian ruangan baik untuk tempat bekerja
maupun untuk tempat penyimpanan bahan makanan
ataupun bahan tertentu lainnya yang memerlukan
pengkondisian
udara.
Perkembangan
ini
dimungkinkan karena sistem penyegaran udara
dirancang
untuk
menghasilkan
temperatur,
kelembaban serta distribusi udara yang sesuai
dengan yang dipersyaratkan terhadap proses serta
peralatan yang dipergunakan di ruangan tersebut.
Berdasarkan tujuan perancangan dari
system refrigerasi yaitu untuk pengkondisian udara
disuatu ruangan, maka aspek teknis dari mesin
yang sangat dominan dalam menentukan
performansi ditentukan oleh komponen utama dari
mesin pendingin yaitu kondensor, evaporator,katub
ekspansi dan kompresor serta faktor-faktor lain
seperti sistem pendinginan kondensor maupun
evaporator dan adanya udara di dalam sistem.
Analisis tentang efek udara yang
terperangkap dalam sistem refrigerasi sangat
diperlukan untuk mengetahui dampak yang
ditimbulkan, khususnya
terhadap koefisien
performansi yang merupakan nilai prestasi dari
suatu sistem refrigerasi.
Bertitik tolak dari hal tersebut di atas maka
dilakukan penelitian tentang efek udara didalam
sistem refrigerasi dengan menggunakan mesin
*
refrigerasi R 633 yang menggunakan refrigerant R
141b.
1.2 Tujuan dan manfaat penelitian
Penelitian ini ditujukan untuk menentukan
efek udara dalam sistem refrigerasi terhadap
koefisien performansi
dari mesin refrigerasi.
Manfaat
penelitian
ini
adalah
Memberikan informasi ilmiah tentang efek udara
dalam system refrigerasi
yang
akan
mempengaruhi koefisien performansi dari suatu
mesin
refrigerasi.
Selanjutnya
didalam
pengoperasian suatu mesin refrigerasi diharapkan
terbebas dari udara yang terperangkap dalam sistem
refrigerasi.
2. Tinjauan Pustaka
2.1 Siklus refrigerasi
Siklus refrigerasi pada mesin pendingin
R633 mengikuti diagram Molier dari refrigeran R
141 b seperti pada gambar 1. Ada 4 hal pokok pada
siklus refrigerasi yaitu : penguapan – kompressi –
pengembunan – ekspansi.
2.1.1 Bagian DA
Adalah proses penguapan di dalam
evaporator. Evaporator adalah alat penukakalor
yang memiliki peranan penting di dalam siklus
refrigerasi. Evaporator yang digunakan di sini
adalah evaporator jenis basah. Evaporator jenis
basah, sebagian besar dari evaporator terisi oleh
cairan refrigeran. Proses penguapannya terjadi
seperti pada ketel uap. Gelembung refrigeran yang
terjadi karena pemanasan akan naik, pecah pada
Staf Pengajar Jurusan D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tadulako, Palu
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
permukaan cairan atau terlepas dari permukaannya.
Sebagian refrigeran kemudian masuk ke dalam
akumulator yang memisahkan uap dari cairan.
Maka cairan yang ada dalam bentuk uap sajalah
yang masuk ke dalam
kompresor. Bagian
refrigerant cair yang dipisahkan didalam
akumulator
akan masuk kembali ke dalam
evaporator, bersama-sama dengan refrigeran cair
yang berasal dari kondensor. Tabung evaporator
terisi oleh cairan refrigeran , cairan refrigeran
menyerap kalor dari air pendingin yang mengalir di
dalam pipa. Uap refrigeran yang terjadi
dikumpulkan di bagian atas evaporator sebelum
masuk ke dalam kompresor. Selama proses
penguapan
berlangsung refrigeran berubah
fasa dari cair menuju ke uap dan setelah menjadi
uap secara keseluruhan (uap super panas) maka
selanjutnya refrigeran tersebut siap diisap untuk
dinaikkan tekanannya di dalamkompresor.Selama
proses dari cair ke uap refrigeran berada dalam
tekanan dan temperatur yang konstan.Untuk
menguapkan refrigeran tersebut maka refrigeran
didinginkan oleh air pendingin yang mengalir di
dalam pipa pendingin .
2.1.2 Bagian AB
Adalah proses kompressi uap refrigeran di
dalam kompresor. Uap refrigerantersebut dinaikkan
temperatur dan tekanannya secara politropik.
Namun karena prosesnya mendekati kompressi
adiabtik, maka dalam perhitungan dengan
menggunakan diagram Mollier proses kompressi
tersebut dianggap adiabatik (isentropis). Apabila
uap refrigeran di isap masuk
dan dan
dikompresikan di dalam silinder kompresor mesin
refrigerasi, perubahan tekanan gas refrigeran
terjadi sesuai dengan perubahan volume yang
diakibatkan oleh gerak yang mengakibatkan
naikknya tekanan refrigeran.
Selain tekanan uap refrigeran yang naik akibat
dikompresi di dalam kompresor selama langkah
kompresi, temperaturnyapun akan
naik. Laju
kenaikan temperatur tersebut tergantung dari jenis
refrigeran yang digunakan. Untuk proses kompresi
adiatik, hubungan antara temperatur dan tekanan
uap
refrigeran dapat ditentukan berdasarkan
persamaan :
T2 / T1 = ( P2 / P1 )(k-1)/k …………….(1)
Dimana:
T1 dan T2 masing-masing temperatur sebelum dan
sesudah kompresi.
P1 dan P2 masing-masing tekanan sebelum dan
sesudah kompresi.
Dari persamaan tersebut di atas dapat disimpulkan
bahwa makin tinggi harga konstanta adiabati (k)
dari uap refrigeran, maka makin tinggi pula
kenaikan temperatur yang terjadi dalam proses
kompresi tersebut.
Gambar 1. Diagram Mollier dari siklus Refrigerasi
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
88
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
2.1.3 Bagian BC
Adalah proses kondensasi (pengembunan)
di dalam kondensor. Pada akhir langka kompressi,
tekanan dan temperatur bertambah disertai dengan
bertambahnya entalpi dari refrigeran tersebut .
Selama
mengalami
pengembunan
akibat
melepaskan panas ke udara sekitarnya melalui
media pendingin air di dalam pipa, maka uap
refrigeran berangsur-angsur menjadi embun (cair) .
Selama proses ini berlangsung maka tekanan dan
temperatur refrigeran dipertahankan konstan sampai
seluruhnya menjadi cair super dingin .
Kalor yang dikeluarkan di dalam
kondensor adalah jumlah kalor yang diperoleh dari
udara yang mengalir melalui evaporatore(kapasitas
pendinginan), dan kerja (energi) yang diberikan
oleh kompresor kepada fluida kerja (refrigeran).
2.1.4 Bagian CD
Adalah proses ekspansi (penurunan tekanan di
dalam katub ekspansi). Cairan refrigeran super
dingin mengalami penurunan tekanan pada entalpi
konstan. Proses penurunan tekanan dari cairan
refrigeran ini dimaksudkan untuk memudahkan
penguapan kembali di dalam
evaporator.
Katub ekspansi yang digunakan adalah
katub ekspansi termostatik yang dapat mengatur
laju aliran refrigeran, yaitu agar derajat super panas
uap refrigeran di dalam evaporator dapat
diusahakan konstan.
2.2 Efek udara dalam sistem refrigerasi
Jika udara berada dalam suatu sistem
refrigerasi, secara normal akan disapu/dibawa oleh
aliran uap refrigeran dari evaporator dan akan
terperangkap di dalam kondensor. Sebagai akibat
dari kombinasi penyebab ini, maka udara akan
mengakibatkan tekanan keluar dari kompresor
meningkat dan hal ini akan menurunkan koefisien
prestasi dari suatu sisitem refrigerasi dan pada
akhirnya akan meningkatkan daya yang diperlukan
untuk menggerakkan kompresor.
Kecendrungan udara yang disapu disekitar
daerah perpindahan panas ,akan membentuk suatu
sekat batas yang akan menurunkan koefisien
perpindahan panas. Hal ini akan menaikkan
perubahan temperatur yang pada akhirnya akan
menghasilkan laju perpindahan panas, temperatur
dan tekanan saturasi (jenuh) dari refrigeran akan
meningkat pula.
3. Metode Penelitian
3.1 Mesin dan peralatan yang digunakan
Mesin dan peralatan yang digunakan adalah unit
refrigerasi R 633 dengan refrigeran R 141 b
(gambar 2).
Spesifikasi alat :
1. Kompresor hermetic ½ HP
2. Kondensor dengan cooling area 0.032 m2
3. Evaporator Flooded type, cooling area 0.032 m2
4. Katub ekspansi , float opereated needle valve
Instrumen :
1. Pressure gauge : 2 buah (range 100 sampai 250
kN m-2
2. Termometer : 5 buah (range 0 sampai 50 0C)
2 buah (range -10 sampai 110 0C
3. Flowmeter : 2 buah (range 0 sampai 50 g/s)
3.2 Prosedur penelitian
Prosedur penelitian adalah:
1. Unit siklus refrigerasi R633 dijalankan pada
kondisi normal dan laju aliran air pendingin
pada evaporator diatur sehingga
tekanan
evaporator berada di bawah tekanan atmosfir.
2. Udara yang ada dalam sistem dibuang melalui
venty air.
3. Mesin refrigerasi tersebut dijalankan beberapa
menit untuk mencapai kondisi temperatur
operasi normal
kemudian catat semua
temperatur sistem, tekanan dan mass flowrate
air pendingin, juga catat laju kondensasi pada
koil pendingin kondensor.
4. Hubungkan sudut akhir (angled end) dari
charging lione (C45/2) yang dihubungkan
dengan accessories kit ke katub pengisian di
dasar evaporator
5. Perhatikan tekanan terukur evaporator dan buka
secara cepat katub di dasar evaporator. Tekanan
evaporator akan mengindikasikan adanya
peningkatan tekanan seiring dengan dibukanya
katub tersebut.
6. Ulangi bukaan katub hingga tekanan kondensor
menjadi dua kali dari nilai semula , catat
seluruh parameter.
7. Ulangi prosedur eksperimen untuk kondisi
bebas udara, dan catat seluruh parameter.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Data eksperimen
Data eksperimen ditabelkan pada Tabel 1.
Dari data hasil eksperimen pada table 1, dengan
menggunakan Diagram Molier refrigeran Forane
R141 b maka dapat dihitung
koefisien
performance ( COP) dari tiap kondisi pengujian
dengan hasil sebagai berikut :
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
89
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
1. Untuk kondisi normal (tanpa udara ) di dalam
sistem :
Efek refrigerasi qe = ha – hd
qe = (440 – 230) kJ/kg
=
210 kJ/kg
2. Untuk kondisi dengan adanya udara dalam
sistem
Efek refrigerasi qe = ha – hd
qe = (445 – 260) kJ/kg = 185 kJ/kg
Kerja kompressi : Wk = hb - ha
Wk = ( 465 – 440) kJ/kg = 25 kJ/kg
Koefisien Prestasi COP = qe / Wk
COP = 210 / 25 = 8,4
Kerja kompressi Wk = hb - ha
Wk = (480 – 445) kJ/kg = 35 kJ/kg
Koefisien Prestasi COP = qe / Wk
COP = 185/35 = 5,28
Gambar.2.Mesin Refreigerasi R 633
Tabel 1. Data hasil eksperimen pada, tekanan atmosfir lokal : 101 kN m-2
Kondisi pengukuran
Bebas udara
Tekanan ukur evaporator,
P e ( kN m-2)
Tekanan absolute evaporator,
Pae ( kN m-2)
Temperatur evaporasi,
t5 ( 0C )
Laju aliran massa air pendingin Evaporator, me (g /s)
Temperatur air masuk evaporator, t1 (0C)
Temperatur air keluar evaporator, t2 (0C)
Tekanan ukur kondensor,
P c (kN m-2)
Tekanan absolute kondensor,
Pac (Kn m-2)
Temperatur kondensasi,
t6 (0C)
Laju aliran massa air pendingin kondensor, mc (g/s)
Temperatur air masuk kondensor, t4 (0 C)
Temperatur air keluar kondensor, t3 (0 C)
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
- 67
34
3.5
20.0
10.5
9.0
-20
81
25
4.0
12.0
21
Dengan
udara
- 64
37
5.0
20.0
10.5
10
58
159
30
4.0
12.0
19.5
90
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
5. Kesimpulan
Dari hasil perhitungan
pada kedua
pengujian didapatkan bahwa dengan adanya udara
di dalam sistem membuktikan adanya penurunan
prestasi sistem refrigerasi sekitar 37 %, dan
meningkatkan kerja kompressi sebesar 40 % yang
berarti jumlah energi yang diperlukan untuk
menggerakkan kompresor meningkat 40 %.
6. Daftar Pustaka
Arismunandar
Wiranto,1981,Penyegaran
Udara.,PT Pradnja Paramita ,Jakarta
Holman,JP 1997, Perpindahan Kalor, Penerbit
Erlangga Jakarta
P.A.Hilton,1997,Experimental
operating
and
Maintenance Manual Refrigeration Cycle
Demontrasion
unit
R633,Horsebridge
England
Joel
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
Rayner,nd.,
Basic
Engineering
Thermodynamics in SI unit, Longman Group
Limited.
91
Daud Patabang**
Abstract
The performance of refrigeration system are affected by condenser, evaporator ,compressor and regulating
valve. Besides cooling system itself air in the system are also considered to the performance.
The aim of this research to investigate the effect of air in the refrigeration system that cause the
performance of system.
The result of this research indicates that coefficient of performance (COP)decrease falls to 37 % (from 8.4 to
5.28) due to the air in refrigerations system, on the contrary there is increasing about 40 % (from 25 kJ/kg
to 35 kJ/kg)of energy in gernerating compressor.
Keyword: Refrigerations
1. Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Perkembangan sistem refrigerasi dewasa
ini sangat meningkat, baik kualitas maupun lingkup
penggunaannya. Sistem refrigerasi digunakan untuk
pengkondisian ruangan baik untuk tempat bekerja
maupun untuk tempat penyimpanan bahan makanan
ataupun bahan tertentu lainnya yang memerlukan
pengkondisian
udara.
Perkembangan
ini
dimungkinkan karena sistem penyegaran udara
dirancang
untuk
menghasilkan
temperatur,
kelembaban serta distribusi udara yang sesuai
dengan yang dipersyaratkan terhadap proses serta
peralatan yang dipergunakan di ruangan tersebut.
Berdasarkan tujuan perancangan dari
system refrigerasi yaitu untuk pengkondisian udara
disuatu ruangan, maka aspek teknis dari mesin
yang sangat dominan dalam menentukan
performansi ditentukan oleh komponen utama dari
mesin pendingin yaitu kondensor, evaporator,katub
ekspansi dan kompresor serta faktor-faktor lain
seperti sistem pendinginan kondensor maupun
evaporator dan adanya udara di dalam sistem.
Analisis tentang efek udara yang
terperangkap dalam sistem refrigerasi sangat
diperlukan untuk mengetahui dampak yang
ditimbulkan, khususnya
terhadap koefisien
performansi yang merupakan nilai prestasi dari
suatu sistem refrigerasi.
Bertitik tolak dari hal tersebut di atas maka
dilakukan penelitian tentang efek udara didalam
sistem refrigerasi dengan menggunakan mesin
*
refrigerasi R 633 yang menggunakan refrigerant R
141b.
1.2 Tujuan dan manfaat penelitian
Penelitian ini ditujukan untuk menentukan
efek udara dalam sistem refrigerasi terhadap
koefisien performansi
dari mesin refrigerasi.
Manfaat
penelitian
ini
adalah
Memberikan informasi ilmiah tentang efek udara
dalam system refrigerasi
yang
akan
mempengaruhi koefisien performansi dari suatu
mesin
refrigerasi.
Selanjutnya
didalam
pengoperasian suatu mesin refrigerasi diharapkan
terbebas dari udara yang terperangkap dalam sistem
refrigerasi.
2. Tinjauan Pustaka
2.1 Siklus refrigerasi
Siklus refrigerasi pada mesin pendingin
R633 mengikuti diagram Molier dari refrigeran R
141 b seperti pada gambar 1. Ada 4 hal pokok pada
siklus refrigerasi yaitu : penguapan – kompressi –
pengembunan – ekspansi.
2.1.1 Bagian DA
Adalah proses penguapan di dalam
evaporator. Evaporator adalah alat penukakalor
yang memiliki peranan penting di dalam siklus
refrigerasi. Evaporator yang digunakan di sini
adalah evaporator jenis basah. Evaporator jenis
basah, sebagian besar dari evaporator terisi oleh
cairan refrigeran. Proses penguapannya terjadi
seperti pada ketel uap. Gelembung refrigeran yang
terjadi karena pemanasan akan naik, pecah pada
Staf Pengajar Jurusan D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tadulako, Palu
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
permukaan cairan atau terlepas dari permukaannya.
Sebagian refrigeran kemudian masuk ke dalam
akumulator yang memisahkan uap dari cairan.
Maka cairan yang ada dalam bentuk uap sajalah
yang masuk ke dalam
kompresor. Bagian
refrigerant cair yang dipisahkan didalam
akumulator
akan masuk kembali ke dalam
evaporator, bersama-sama dengan refrigeran cair
yang berasal dari kondensor. Tabung evaporator
terisi oleh cairan refrigeran , cairan refrigeran
menyerap kalor dari air pendingin yang mengalir di
dalam pipa. Uap refrigeran yang terjadi
dikumpulkan di bagian atas evaporator sebelum
masuk ke dalam kompresor. Selama proses
penguapan
berlangsung refrigeran berubah
fasa dari cair menuju ke uap dan setelah menjadi
uap secara keseluruhan (uap super panas) maka
selanjutnya refrigeran tersebut siap diisap untuk
dinaikkan tekanannya di dalamkompresor.Selama
proses dari cair ke uap refrigeran berada dalam
tekanan dan temperatur yang konstan.Untuk
menguapkan refrigeran tersebut maka refrigeran
didinginkan oleh air pendingin yang mengalir di
dalam pipa pendingin .
2.1.2 Bagian AB
Adalah proses kompressi uap refrigeran di
dalam kompresor. Uap refrigerantersebut dinaikkan
temperatur dan tekanannya secara politropik.
Namun karena prosesnya mendekati kompressi
adiabtik, maka dalam perhitungan dengan
menggunakan diagram Mollier proses kompressi
tersebut dianggap adiabatik (isentropis). Apabila
uap refrigeran di isap masuk
dan dan
dikompresikan di dalam silinder kompresor mesin
refrigerasi, perubahan tekanan gas refrigeran
terjadi sesuai dengan perubahan volume yang
diakibatkan oleh gerak yang mengakibatkan
naikknya tekanan refrigeran.
Selain tekanan uap refrigeran yang naik akibat
dikompresi di dalam kompresor selama langkah
kompresi, temperaturnyapun akan
naik. Laju
kenaikan temperatur tersebut tergantung dari jenis
refrigeran yang digunakan. Untuk proses kompresi
adiatik, hubungan antara temperatur dan tekanan
uap
refrigeran dapat ditentukan berdasarkan
persamaan :
T2 / T1 = ( P2 / P1 )(k-1)/k …………….(1)
Dimana:
T1 dan T2 masing-masing temperatur sebelum dan
sesudah kompresi.
P1 dan P2 masing-masing tekanan sebelum dan
sesudah kompresi.
Dari persamaan tersebut di atas dapat disimpulkan
bahwa makin tinggi harga konstanta adiabati (k)
dari uap refrigeran, maka makin tinggi pula
kenaikan temperatur yang terjadi dalam proses
kompresi tersebut.
Gambar 1. Diagram Mollier dari siklus Refrigerasi
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
88
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
2.1.3 Bagian BC
Adalah proses kondensasi (pengembunan)
di dalam kondensor. Pada akhir langka kompressi,
tekanan dan temperatur bertambah disertai dengan
bertambahnya entalpi dari refrigeran tersebut .
Selama
mengalami
pengembunan
akibat
melepaskan panas ke udara sekitarnya melalui
media pendingin air di dalam pipa, maka uap
refrigeran berangsur-angsur menjadi embun (cair) .
Selama proses ini berlangsung maka tekanan dan
temperatur refrigeran dipertahankan konstan sampai
seluruhnya menjadi cair super dingin .
Kalor yang dikeluarkan di dalam
kondensor adalah jumlah kalor yang diperoleh dari
udara yang mengalir melalui evaporatore(kapasitas
pendinginan), dan kerja (energi) yang diberikan
oleh kompresor kepada fluida kerja (refrigeran).
2.1.4 Bagian CD
Adalah proses ekspansi (penurunan tekanan di
dalam katub ekspansi). Cairan refrigeran super
dingin mengalami penurunan tekanan pada entalpi
konstan. Proses penurunan tekanan dari cairan
refrigeran ini dimaksudkan untuk memudahkan
penguapan kembali di dalam
evaporator.
Katub ekspansi yang digunakan adalah
katub ekspansi termostatik yang dapat mengatur
laju aliran refrigeran, yaitu agar derajat super panas
uap refrigeran di dalam evaporator dapat
diusahakan konstan.
2.2 Efek udara dalam sistem refrigerasi
Jika udara berada dalam suatu sistem
refrigerasi, secara normal akan disapu/dibawa oleh
aliran uap refrigeran dari evaporator dan akan
terperangkap di dalam kondensor. Sebagai akibat
dari kombinasi penyebab ini, maka udara akan
mengakibatkan tekanan keluar dari kompresor
meningkat dan hal ini akan menurunkan koefisien
prestasi dari suatu sisitem refrigerasi dan pada
akhirnya akan meningkatkan daya yang diperlukan
untuk menggerakkan kompresor.
Kecendrungan udara yang disapu disekitar
daerah perpindahan panas ,akan membentuk suatu
sekat batas yang akan menurunkan koefisien
perpindahan panas. Hal ini akan menaikkan
perubahan temperatur yang pada akhirnya akan
menghasilkan laju perpindahan panas, temperatur
dan tekanan saturasi (jenuh) dari refrigeran akan
meningkat pula.
3. Metode Penelitian
3.1 Mesin dan peralatan yang digunakan
Mesin dan peralatan yang digunakan adalah unit
refrigerasi R 633 dengan refrigeran R 141 b
(gambar 2).
Spesifikasi alat :
1. Kompresor hermetic ½ HP
2. Kondensor dengan cooling area 0.032 m2
3. Evaporator Flooded type, cooling area 0.032 m2
4. Katub ekspansi , float opereated needle valve
Instrumen :
1. Pressure gauge : 2 buah (range 100 sampai 250
kN m-2
2. Termometer : 5 buah (range 0 sampai 50 0C)
2 buah (range -10 sampai 110 0C
3. Flowmeter : 2 buah (range 0 sampai 50 g/s)
3.2 Prosedur penelitian
Prosedur penelitian adalah:
1. Unit siklus refrigerasi R633 dijalankan pada
kondisi normal dan laju aliran air pendingin
pada evaporator diatur sehingga
tekanan
evaporator berada di bawah tekanan atmosfir.
2. Udara yang ada dalam sistem dibuang melalui
venty air.
3. Mesin refrigerasi tersebut dijalankan beberapa
menit untuk mencapai kondisi temperatur
operasi normal
kemudian catat semua
temperatur sistem, tekanan dan mass flowrate
air pendingin, juga catat laju kondensasi pada
koil pendingin kondensor.
4. Hubungkan sudut akhir (angled end) dari
charging lione (C45/2) yang dihubungkan
dengan accessories kit ke katub pengisian di
dasar evaporator
5. Perhatikan tekanan terukur evaporator dan buka
secara cepat katub di dasar evaporator. Tekanan
evaporator akan mengindikasikan adanya
peningkatan tekanan seiring dengan dibukanya
katub tersebut.
6. Ulangi bukaan katub hingga tekanan kondensor
menjadi dua kali dari nilai semula , catat
seluruh parameter.
7. Ulangi prosedur eksperimen untuk kondisi
bebas udara, dan catat seluruh parameter.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Data eksperimen
Data eksperimen ditabelkan pada Tabel 1.
Dari data hasil eksperimen pada table 1, dengan
menggunakan Diagram Molier refrigeran Forane
R141 b maka dapat dihitung
koefisien
performance ( COP) dari tiap kondisi pengujian
dengan hasil sebagai berikut :
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
89
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
1. Untuk kondisi normal (tanpa udara ) di dalam
sistem :
Efek refrigerasi qe = ha – hd
qe = (440 – 230) kJ/kg
=
210 kJ/kg
2. Untuk kondisi dengan adanya udara dalam
sistem
Efek refrigerasi qe = ha – hd
qe = (445 – 260) kJ/kg = 185 kJ/kg
Kerja kompressi : Wk = hb - ha
Wk = ( 465 – 440) kJ/kg = 25 kJ/kg
Koefisien Prestasi COP = qe / Wk
COP = 210 / 25 = 8,4
Kerja kompressi Wk = hb - ha
Wk = (480 – 445) kJ/kg = 35 kJ/kg
Koefisien Prestasi COP = qe / Wk
COP = 185/35 = 5,28
Gambar.2.Mesin Refreigerasi R 633
Tabel 1. Data hasil eksperimen pada, tekanan atmosfir lokal : 101 kN m-2
Kondisi pengukuran
Bebas udara
Tekanan ukur evaporator,
P e ( kN m-2)
Tekanan absolute evaporator,
Pae ( kN m-2)
Temperatur evaporasi,
t5 ( 0C )
Laju aliran massa air pendingin Evaporator, me (g /s)
Temperatur air masuk evaporator, t1 (0C)
Temperatur air keluar evaporator, t2 (0C)
Tekanan ukur kondensor,
P c (kN m-2)
Tekanan absolute kondensor,
Pac (Kn m-2)
Temperatur kondensasi,
t6 (0C)
Laju aliran massa air pendingin kondensor, mc (g/s)
Temperatur air masuk kondensor, t4 (0 C)
Temperatur air keluar kondensor, t3 (0 C)
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
- 67
34
3.5
20.0
10.5
9.0
-20
81
25
4.0
12.0
21
Dengan
udara
- 64
37
5.0
20.0
10.5
10
58
159
30
4.0
12.0
19.5
90
Efek Udara di Dalam Sistem Refrigerasi
5. Kesimpulan
Dari hasil perhitungan
pada kedua
pengujian didapatkan bahwa dengan adanya udara
di dalam sistem membuktikan adanya penurunan
prestasi sistem refrigerasi sekitar 37 %, dan
meningkatkan kerja kompressi sebesar 40 % yang
berarti jumlah energi yang diperlukan untuk
menggerakkan kompresor meningkat 40 %.
6. Daftar Pustaka
Arismunandar
Wiranto,1981,Penyegaran
Udara.,PT Pradnja Paramita ,Jakarta
Holman,JP 1997, Perpindahan Kalor, Penerbit
Erlangga Jakarta
P.A.Hilton,1997,Experimental
operating
and
Maintenance Manual Refrigeration Cycle
Demontrasion
unit
R633,Horsebridge
England
Joel
“MEKTEK” TAHUN VI NO. 19 MEI 2005
Rayner,nd.,
Basic
Engineering
Thermodynamics in SI unit, Longman Group
Limited.
91